Shinkalion Thay Đổi Thế Giới kể về Taisei Oonari, một học sinh năm thứ hai trung học cơ sở, chuyển đến Trường trung học cơ sở Shinkai Gakuen để tìm kiếm manh mối về người chị gái đã mất tích hai năm trước. Đúng lúc đó, Unknown là một kẻ thù bí ẩn đột nhiên xuất hiện. Cơ quan phát triển đường sắt tiến hóa (ERDA) đã phát triển robot [Shinkalion] có thể biến thành tàu cao tốc, để chuẩn bị cho mối đe dọa. Taisei tình cờ có giá trị cao với tư cách là một người điều khiển Shinkalion và buộc phải đưa ra quyết định chiến đấu với nó.